罩盖注塑模设计

0目 录设计题目 2一:塑件的工艺性分析31、塑件的原材料分析32、塑件的结构工艺性分析43、塑件的尺寸精度分析44、塑件表面质量分析 4二: 成型设备选择与校核 4 1、注塑机的初选42、注塑机的校核与终选53、塑件模塑成型工艺参数的确定6三: 注射模的结构设计 61、分型面的选择72、 型腔数目的确定及型腔的排列 83、注系统的设计84、型芯、型腔结构的确定9四: 成型零件尺寸计算10五: 冷却系统的设计101、冷却直径和位置 102、冷却介质 11六、模架的尺寸 11七排气系统的设计12八：导向与定位结构的设计12九：推件方式的选择12十：模具的工作原理及特点13 1、 工作原理142、 结构特点14设计小结15参考文献151设计题目:零件名称:罩盖生产批量:大批量 材料: PP 精度：MT5要求：设计一套注塑模塑件的图形：塑件的立体图形：23一、 塑件的工艺性分析塑件的工艺性分析包括:塑件的原材料分析、塑件的尺寸精度分析、塑件表面质量和塑件的工艺性分析,其具体分析如下:1、塑件的原材料分析塑件材料该塑件为塑料罩壳，壁厚为 3mm，塑件外型尺寸不大，选用 PP 塑料，塑件精度要求为 MT5 级。性能：密度小，强度、刚性、硬度、耐热性均优于 HDPE，可在 100左右使用。具有优良的耐腐蚀性，良好的高频绝热性，不受温度影响，但低温变脆，不耐磨，易老化。成型特性：1) 结晶型塑料，吸湿性小，可能发生熔体破裂，长期与热金属接触易发生分解；2) 流动性极好，溢边值 0.03mm 左右；3) 冷却速度快，浇注系统及冷却系统的散热性适度；4) 成型收缩范围大，收缩率大，已发生缩孔，凹痕、变形，取向性强5) 注意控制成型温度，料温低时取向性明显，尤其低温高压时明显，模具温度低于 50以下塑件无光泽，易产生熔接痕、流痕；90以上时已发生翘曲、变形；6) 塑件应壁厚均匀，避免缺口，尖角，以防止应力集中物理、热性能、力学性能、电气性能2、 塑件的结构工艺性分析 从图纸上分析,该塑件的外形为回转体,壁厚均匀,都为 3.2mm,且符合最小壁厚要求. 塑件型腔较大,有尺寸相等的孔,它们均符合最小孔径要求.3、 塑件的尺寸精度分析塑件的型腔尺寸:19201.6 9601.10 4800.64 1200.34 6000.74型芯尺寸: 24+0.740 184.8+1.760 3.6+0.240孔心距尺寸: 1440.733、 塑件表面质量分析：该塑件为工业用罩盖塑料,对其表面质量没有什么高的要求,粗糙度可取Ra3.2um ,塑件内部也不需要较高的表面粗糙度要求,所以内外表面的粗糙4度都 3 取 Ra3.2um.二、成型设备的选择及校核 1、注塑机的初选1.1 计算塑件的体积根据制件的三维模型，利用三维软件直接求得塑件的体积为：V135987mm 3=136cm3; 如下图：1.2 计算塑件的质量查手册 1得密度为：0.9g/cm 3塑件的质量为：M=V =122.4g1.3 选用注射机根据总体积 V136cm 3,初步选取螺杆式注塑成型机 XSZY250注塑成型机 XSZY250 主要参数如下表所示理论注射量 250 cm3 最小模具厚度 250mm注射压力 130MPa 定位孔的直径 125 深 20锁模力 1800kN喷嘴球半径 SR18mm5最大模具厚度 350mm 喷嘴孔半径 4移模行程 350mm2、注塑机的终选2.1 注射量的校核由公式：0.8W 公 W 注W 公 注塑机的公称注塑量（cm 3）；W 注 每模的塑料体积量，是所有型腔的塑料加上浇注系统塑料的总和（cm 3）；如前所述，塑件及浇注系统的总体积为 136mm3远小于注塑机的理论注250cm3，故满足要求。2.2 模具闭合高度的校核公式：Hmin H 闭Hmax如装配图可知模具的闭合高度 H 闭325mm，而注塑成型机的最大模具厚度 Hmax=350mm, 最小模具厚度 Hmin=250mm,满足 HminH 闭Hmax 安装要求。2.3 模具安装部分的校核模具的外形尺寸为 400mm330 mm，故能满足安装要求。模具定位圈的直径 注塑机定位孔的直径 125，满足安装要求。浇口套的球面半径为 SR1=SR+(1-2)=20 满足要求。浇口套小端直径 R1R+9(1-2)=4+1=5 满足要求。2.4 模具开模行程的校核公式：H 模 = H1+ H2H 注 H 模 模具的开模行程(mm )H 注 注塑成型机移模行程(mm )H1制件的推出距离（ mm）H2包括流道凝料在内的制品的高度（ mm）代入数据得：H 模 H 注 350mm，满足要求。2.5 锁模力的校核公式：FKAPmF注射机的额定压力(kN) ；A制件和流道在分型面上的投影面积之和(cm)Pm型腔的平均压力(Mpa) ；这里取 15MPaK安全系数，通常取 K=1.11.2；6将数据代入公式得：KAPm=1.115X36.864=608KNF=1800KN608KN，满足要求。2.6 注射压力的校核公式： Pmax KP0Pmax注射机的额定注射压力(Mpa) ；P0注射成形时的所需调用的注射压力(Mpa) ；K安全系数将数据代入公式得：KP0=1.380=104 MPa Pmax=130Mpa 满足要求。结论：选取螺杆式注塑成型机 XSZY250 完全符合本模具的使用要求3、 塑件模塑成型工艺参数的确定PP 注射成型工艺参数见下表,试模时,可根据实际情况作适当调整 工艺参数 规格 工艺参数 规格 温度 t/: 80-100 注射时间 20-60预热和干燥 时间 /h: 1-2 高压时间 0-3后段 160-180 冷却时间 20-90中段 180-200成型时间/s总周期 50-160料筒温度 t/ 前段 200-220螺杆转速 n/( ) 48喷嘴温度 t/ 140-160 方法 红外线灯 烘箱 模具温度 t/ 50-90 温度 t/ 70注射压力 p/Mpa 70-100后处理 时间 /h 2-4三、注射模的结构设计 注射模结构设计主要包括: 分型面的选择、模具型腔数目的确定及型腔的排列、浇注系统设计、型芯、型腔结构的确定、推件方式、侧抽芯机构的设计、模具结构零件设计等内容.1、分型面的选择 该塑件为工业用圆盖塑料,对其表面质量没有什么高的要求,只要求外径没有明显的斑点及熔接痕.在选择分型面时,根据分型面的选择原则,考虑不影响塑7件的外观以及成型后能够顺利取出制件,有以下几种方案:由分型面选择原则，选择第 4 个方案，不影响零件外观质量，抽芯在动模构简单，1 和 3 方案抽芯在定模，抽芯机构复杂，应当避免定模抽芯2、型腔数目的确定及型腔的排列 由于该塑件采用一模一件成型,所以,型腔布置在模具的中间.这样也有利于浇注系统的排列和模具的平衡.3、浇注系统的设计 (1)主流道设计 a、主流道尺寸主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响，因此，必须使熔体的温度降和压力损失最小。根据手册查得 XS-ZY-250 型注射机喷嘴的有关尺寸:喷嘴球半径:R 0 =18mm 喷嘴孔直径:d 0 =4mm定位孔的直径：125mm主流道通常设计在浇口套中，为了让主流道凝料能顺利从浇口套中拔出，主流道设计成圆锥形，其锥角 为 26.，内壁表面粗糙度 Ra 小于 0.4um，小端直8径 d 注射机喷嘴直径大 0.51mm，小端直径 D 一般取 36mm。现取锥角a=4。 ，小端直径比喷嘴直径大 1mm 套一般采用碳素工具钢材料制造，热处理淬火硬度 5055HRC。由于小端的前面是球面，其深度为 35mm,这里取3mm，注射机喷嘴的球面在该位置与模具接触并且贴合，因此要求主流道球面半径比喷嘴球面半径大 12mm。浇口套与模板间配合采用 H7/m6 。主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。主流道小端尺寸为 5mm。主流道的长度由定模座板和定模板厚度确定，一般 L 不超过 60mm。b、主流道衬套的形式 主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，属易损件，对材料要求较严，因而模具主流道部分常设计成可拆卸更换的主流道衬套形式，以便有效的选用优质钢材单独进行加工和热处理。常用浇口套分为浇口套、定位圈整体式和浇口套与定位圈单独分开两种(下图为后者)，由于注射机的喷嘴球半径为 18mm，所以浇口套的为 R22mm。根据模具主流道与喷嘴的关系：R=R0+（12）mm D=d0+(0.51)mm取主流道的球面半径 R=20mm 主流道的小端直径 d=5mm 设计如图c、主流道衬套的固定 因为采用的为分开式,所以用定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈的外径为125mm，内径 35.5mm。具体固定形式如下图所示： 9(2)分流道的设计 分流道的形状及尺寸与塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率等因素有关.该塑件的体积比较大但形状并不复杂,且壁厚均匀,可以考虑采用多点进料的方式,缩短分流道的长度,有利于塑件的成型和外观质量的保证.从便于加工的方面考虑,采用截面形状为半圆形的分流道.查有关的手册,选择 R=2mm. 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度 Ra 并不要求很低，一般取 1.6m 左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。(3)浇口设计 a. 浇口形式的选择 由于该塑件外观质量要求不高,浇口的位置和大小还是要不能太影响塑件的外观,同时,也应该尽量使模具结构简单.根据对塑件结构的分析及已确定的分型面的位置，选择点浇口主要用于圆筒形制品或中间有孔的制品,它可使进料均匀,在整个圆周上进料的流速大致相同,空气容易顺序排出,同时避免了侧浇口的型芯对面的熔接痕,但是浇口凝料去除困难,需要切削加工或冲切法去除.b、浇口位置的选择 模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原则： 1. 尽量缩短流动距离。 2. 浇口应开设在塑件壁厚最大处。 3. 必须尽量减少熔接痕。 4. 应有利于型腔中气体排出。 5. 考虑分子定向影响。 6. 避免产生喷射和蠕动。 7. 浇口处避免弯曲和受冲击载荷。 8. 注意对外观质量的影响。 根据本塑件的特征，综合考虑以上几项原则，进浇点的分流道开型芯台阶上。4、型芯、型腔结构的确定整体式型腔是直接在一整块材料上加工而成的凹模即为整体式凹模(如上图 a),10其特点是牢固,不易变形,有较高的强度和刚度,成型的塑件表面不会有模具接缝痕迹.当塑件结构简单时,制作整体式凹模比较容易，所以选择整体式型腔。型腔尺寸和设计如下：型芯设计如下：四、成型零件尺寸计算该塑件的成型零件尺寸均按平均值法计算.查有关手册得 PP 的收缩率为Q=13,故平均收缩率为 Scp=(1+3)/2=2;根据塑件尺寸公差要求,模具的制造公差取塑件公差的 1/4,即 Z=/4。类别塑件尺寸 计算公式 型腔19201.6 194.64+0.40 9601.10 97.095+0.2750 型腔计算 4800.64m=(Ls+Ls*Scp-3/4 ） +048.48+0.160 111200.34 12.013+0.0850 6000.74m=(s+s*Scp-2/3 ） +0 60.973+0.1850 24+0.740 25.03500.185184.8+1.760 m=(s+s*Scp+3/4 ） 0189.81600.44型芯计算 3.6+0.240 m=(s+s*Scp+2/3 ） 0 3.83200.06中心 距1440.73 m=(s+s*Scp） /6 146.880.243五、冷却系统的设计1、冷却的直径和位置在满足冷却所需要的传热面积和模具结构允许的前提下，冷却直径尽量大，冷却水道孔边与型腔表面之间的距离一般大于 10mm，冷却水道应易于加工和清理，因此直径一般不小于 8mm，这里取 16mm。2、冷却介质PP 属于流动性较好的材料，其成型温度及模具温度分别为 200220和 5090。所以模具温度初步选定为 70，用常温水对模具进行冷却。六、模架的尺寸塑料模具型腔在成型过程中承受着塑料熔体的高压,如果侧壁或底板的强度不足,则可能产生开裂,如果强度不足,则可能产生过大的变形,造成溢料,使脱模困难,型腔侧壁和底板厚度的计算方法有强度计算和刚度计算两种,一般情况下,大尺寸型腔刚度不足是主要问题,应按刚度条件计算,小尺寸型腔强度不足是主要问题,应按强度条件计算.根据制件的尺寸分析,本制件的成型型腔属于较大尺寸,所以应按刚度来计算,而型腔采用的是整体式,根据型腔的材料和经验,壁厚应 5080mm 由此按经验参考标准模架相关资料估计出各板尺寸 ：定模座板：400x330 x32mm12型腔板：364x330x67mm推件板：364x330x32mm型芯固定板：364x330x32mm支承板：364x330x50mm推杆固定板：277x330x35mm推板：277x330x35mm图如下七排气系统的设计该塑件由于采用点浇口进料熔体经塑件上方的台阶向下充满型腔，所以型腔顶部不会造成憋气现象，气体会沿着分型面和型芯与推件之间的轴向间隙向外排出，所以不需另进行设计。八导向与定位结构的设计注射模的导向机构用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。按作用分为模外定位和模内定位。模外定位是通过定位圈与注射机相配合，使模具的浇口套能与注射机喷嘴精确定位；而模内定位机构则通过导柱导套进行合模定位。锥面定位则用于动、定模之间的精密定位。本模具所成型的塑件比较简单，模具定位精度要求不是很高，因此可采用模架本身所带的定位机构。九、推件方式选择因为塑件是罩子、壳体形，适合用推件板推出机构，推件板借助于动、定13模的导柱导向；故导向方便可靠，推件板不必另设复位机构，在合模过程中，推件板依靠合模力的作用而复位。这种机构的特点是，在制品的整个周边进行推出，因而脱模力大而均匀，运动平稳，无明显推出痕迹。推杆的设计，一般的直径为 1525mm，长度大于 60mm，与推杆孔的配合可采用 H7/f7 或 H8/f8，一般的推杆形状为，如下图：但是为了增加细长推杆的刚性，可将其设成台阶形，如下图：十、模具的工作原理及特点1.工作原理开模时，由于弹簧8的作用，使型腔板12与定模座板10首先沿A-A分型面定距分型，其分型距离由定距拉板9控制，以便取出这两块板之间的凝料，随着开模的继续，沿B-B面分型，然后在注射机推出机构作用下，连接推杆17推动推件板5使制品从型芯上脱出，闭模时，A-A和B-B分型面自动闭合，推板20和推杆固定板19在连接推杆17的作用下复位。完成一次注射过程。2.结构特点1) 采用双分型面，自动拉断点浇口。2) 动模侧设有导向装置，使推出机构自由运动。3) 设有冷却系统，成型周期短。4) 采用推板式推出机